数据结构电梯模拟

数据结构电梯模拟资料范本资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数据结构电梯模拟地点：__________________时间：__________________数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第1页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第1页。数据结构课程实验报告姓名：陈东学号：070612146目录

一、【实验目的】

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二、【问题描述】

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三、【基本要求】

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四、【实验环境】

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五、【测试数据及其结果】

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六、【实验源代码】

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一、【实验目的】数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第2页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第2页。二、【问题描述】设计一个电梯模拟系统。这是一个离散的模拟程序，因为电梯系统是乘客和电梯等“活动体”够成的集合，虽然他们彼此交互作用，但是他们的行为是基本独立的。在离散的模拟中，一模拟时钟决定每个活动体的动作发生的时刻和顺序，系统在某个模拟瞬间处理有待完成的各种事情，然后把模拟时钟推进到某个动作预定要发生的下一个时刻。三、【基本要求】（1）、模拟某校五层教学楼的电梯系统。该楼有一个自动电梯，能在每层停留。五个楼层由下至上依次称为地下层、第一层、第二层、第三层和第四层，其中第一层是大楼的进出层，即是电梯的“本垒层”，电梯“空闲”时，将来该层候命。五个楼层从下到上的编号为：0、1、2、3、4。除了地下层外，每一层都有一个要求向下的按钮除了第四层外，每一层都有一个要求向上的按钮。对应的变量为：CallUp[0..3]和CallDown[1..4]。电梯内的五个目标层按钮对应的变量为：CallCar[0..4]。（2）、电梯一共有七个状态，即正在开门（Opening）、已开门（Opened）、正在关门（Closing）、已关门（Closed）、等待（Waiting）、移动（Moving）、减速（Decelerate）。（3）、

乘客可随机地进出于任何层。对每个人来说，他有一个能容忍的最长等待时间，一旦等候电梯时间过长，他将放弃。对于在楼层内等待电梯的乘客，将插入在等候队列里，每一层有两个等候队列，一队要求向上，一队要求向下，用链队列来实现。对于在电梯内的乘客，用五个乘客栈来实现，该乘客要去哪一层，就把他放在相应编号的栈中，对应变量为EleStack[0…4]。（4）、模拟时钟从0开始，时间单位为0.1秒。人和电梯的各种动作均要耗费一定的时间单位（简记为t）：有人进出时，电梯每隔40t测试一次，若无人进出，则关门关门和开门各需要20t每个人进出电梯均需要25t数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第3页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第3页。如果电梯在某层静止时间超过300t，则驶回1层候命。（5）、按时序显示系统状态的变化过程：发生的全部人和电梯的动作序列。四、【实验环境】Windows7,VC++6.0五、【测试数据及其结果】乘客类型反映乘客的所有属性。ADTClient数据对象：D={ai∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}数据关系：R={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}基本操作：PrintClientInfo(Clientconst&e,ClientStatus)操作结果：输出乘客信息。CreatClient(Client*&p)操作结果：生成新的乘客。DestoryClient(Client*&p)操作结果：该乘客离开系统。GoAbove(Clientconst&e)操作结果：判断该乘客是否去往高层。CInfloor(Clientconst&e)操作结果：返回乘客进入的楼层。CInTime(Clientconst&e)操作结果：返回乘客进入时间。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第4页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第4页。操作结果：返回乘客进入时间。}乘客栈类型电梯内的乘客用乘客栈表示，去不同楼层的乘客放在不同的栈中。ADTEstack数据对象：D={ai∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}数据关系：R={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}基本操作：略。}等候队列类型在电梯外等待的乘客用等待队列表示。每层各有两个等待队列，分别为上楼队列和下楼队列。与一般队列不同的是在基本操作中加入了放弃操作CGiveUp(WQueue&Q,intfloor)。电梯类型表示电梯的各个属性和所有动作。ADTElevator数据对象：D={ai∈电梯信息,I=1,2,…,n,n≥0}基本操作：InitEle(Elevator&E)操作结果：初始化电梯类型。DestoryEle(Elevator&E)操作结果：销毁电梯类型。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第5页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第5页。操作结果：电梯动作决策。ElevatorRun(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2]){操作结果：电梯状态转换。CountOver(Elevator&E)操作结果：判断电梯计时是否完成。EleFloor(Elevatorconst&E)操作结果：返回电梯所在的层。EleStatus(Elevatorconst&E)操作结果：返回电梯状态。RequireAbove(Elevatorconst&E)操作结果：判断是否有高层请求。RequireBelow(Elevatorconst&E)操作结果：判断是否有低层请求。EleAchieved(Elevator&E)操作结果：判断电梯是否要停于当前层。EleOpenDoor(Elevator&E)操作结果：判断电梯是否要开门。}高楼模块实现电梯和乘客之间的互交功能。包括：InOut(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2])操作结果：进行乘客的进出电梯活动。NewClient(Elevator&E,WQueuew[5][2])操作结果：进入新乘客。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第6页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第6页。操作结果：输出当前状态。Print(Elevator&E,Actiona)操作结果：输出电梯动作信息。六、【实验源代码】#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<stdio.h>#include<windows.h>#include<conio.h>#include<time.h>//所有常量，全局变量和类型定义#defineNULL 0#defineTRUE 1#define FALSE 0#defineOK 1#defineERROR 0#defineINFEASIBLE -1#defineOVERFLOW -2#defineINT_MAX 32767typedefintStatus; //Status是函数类型，其值是函数结果状态代码#defineEmpty 0数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第7页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第7页。enum EleStatus{Opening,Opened,Closing,Closed,Moving,Decelerate,Waiting};enum Action{DoorOpened,DoorClosed,GoingUp,GoingDown,Achieved,None};enum EleStage{Up,Down,OpenDoor,Stop};enum ClientStatus{New,GiveUp,In,Out,Finish};#define CloseTest 40 //电梯关门测试时间#defineOverTime 300 //电梯停候超时时间#defineDoorTime 20 //开门关门时间#defineInOutTime 25 //进出电梯时间#defineMaxfloor 4 //最高层#defineMinfloor 0 //最低层longTime=0; //时钟longMaxTime; //系统运行最长时间intInOutCount=0; //用于进出计时intInterTime=0; //下一乘客进入系统的时间intID=0; //乘客编号intGiveUpNumber=0; //乘客放弃的数目intTotalTime=0; //总共等待时间//乘客类型typedefstruct{intClinetID; //乘客编号intOutfloor; //去哪层数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第8页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第8页。intGivepuTime; //所能容忍的等待时间intInfloor;//乘客进入的楼层}Client;//乘客类型基本操作voidPrintClientInfo(Clientconst&e,ClientStatuss){switch(s){caseNew: printf("\t%d号乘客进入第%d层.\n",e.ClinetID,e.Infloor);break;caseGiveUp: printf("\t%d号乘客放弃等待.\n",e.ClinetID);break;caseOut: printf("\t%d号乘客走出电梯.\n",e.ClinetID);break;caseIn:printf("\t%d号乘客走进电梯，要去第%d层.\n",e.ClinetID,e.Outfloor);break;default:break;};}StatusCreatClient(Client*&p){intd;p=newClient;if(!p)returnOVERFLOW;p->ClinetID=++ID;printf("%d所能容忍的等待时间:",ID);scanf("%d",&d);数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第9页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第9页。p->InTime=Time;printf("下一乘客要到达的时间:");scanf("%d",&d);InterTime=d;printf("所要到达的楼层:");scanf("%d",&d);p->Outfloor=d;while((p->Infloor=rand()%(Maxfloor+1))==p->Outfloor);PrintClientInfo(*p,New);returnOK;}StatusDestoryClient(Client*&p){deletep;p=NULL;returnOK;}StatusGoAbove(Clientconst&e){if(e.Outfloor>e.Infloor)returnTRUE;elsereturnFALSE;}StatusCInfloor(Clientconst&e){数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第10页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第10页。}StatusCInTime(Clientconst&e){returne.InTime;}StatusCOutfloor(Clientconst&e){returne.Outfloor;}#define STACK_INIT_SIZE 100 //存储空间初始分配量#define STACKINCREMENT 50 //存储空间分配增量//乘客栈typedef Client *SElemType;typedefstruct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}ClientStack;StatusInitStack(ClientStack&S){S.base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));if(!S.base)returnOVERFLOW;S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第11页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第11页。}StatusDestroyStack(ClientStack&S){SElemType *p;if(S.base){for(p=S.base;p<S.top;p++)DestoryClient(*p);free(S.base);}returnOK;}StatusClearStack(ClientStack&S){if(!S.base)returnERROR;S.top=S.base;returnOK;}StatusStackEmpty(ClientStackS){if(S.top==S.base)returnTRUE;else returnFALSE;}StatusStackLength(ClientStackS)数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第12页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第12页。returnS.top-S.base;}StatusGetTop(ClientStackS,SElemType&e){if(!S.base)returnERROR;e=*(S.top-1);returnOK;}StatusPush(ClientStack&S,SElemTypee){if(!S.base)returnERROR;if(S.top-S.base>=S.stacksize){S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));if(!S.base)returnOVERFLOW;S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;}*S.top++=e;returnOK;}StatusPop(ClientStack&S,SElemType&e){if(S.top==S.base)returnERROR;数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第13页。e=*(--数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第13页。returnOK;}voidPrintStack(ClientStack&S){SElemType*i;i=S.base;while(i<S.top)cout<<(*i++)->ClinetID<<'';}//电梯类型typedefstruct{intfloor; //电梯所在层intClientNumber;//电梯内人数EleStatusstatus; //电梯当前状态EleStageStage; //电梯运行时期intCount;//用于电梯计时intCallUp[Maxfloor+1];//每层的Up按钮intCallDown[Maxfloor+1];//每层的Down按钮intCallCar[Maxfloor+1];//电梯内的目标层按钮ClientStack S[Maxfloor+1];//乘客栈,要去不同楼层的人放在不同的栈中}Elevator;//电梯类型基本操作voidInitEle(Elevator&E)数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第14页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第14页。inti;E.floor=1;E.status=Waiting;E.Count=OverTime;E.Stage=Down;E.ClientNumber=0;for(i=0;i<=Maxfloor;i++){E.CallUp[i]=0;E.CallDown[i]=0;E.CallCar[i]=0;}for(i=0;i<=Maxfloor;i++)InitStack(E.S[i]);}StatusCountOver(Elevator&E){if(E.Count){E.Count--;returnFALSE;}returnTRUE;}voidDestoryEle(Elevator&E){inti;for(i=0;i<=Maxfloor;i++)DestroyStack(E.S[i]);}StatusEleFloor(Elevatorconst&E)数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第15页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第15页。returnE.floor;}EleStatusEleStatus(Elevatorconst&E){returnE.status;}StatusRequireAbove(Elevatorconst&E){for(inti=E.floor+1;i<=Maxfloor;i++)if(E.CallCar[i]||E.CallDown[i]||E.CallUp[i])returnTRUE;returnFALSE;}StatusRequireBelow(Elevatorconst&E){for(inti=E.floor-1;i>=Minfloor;i--)if(E.CallCar[i]||E.CallDown[i]||E.CallUp[i])returnTRUE;returnFALSE;}StatusEleAchieved(Elevator&E){if(E.CallCar[E.floor])returnTRUE;if(E.Stage==Up&&E.CallUp[E.floor]||E.Stage==Down&&E.CallDown[E.floor])returnTRUE;数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第16页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第16页。{E.Stage=Down;returnTRUE;}if(E.Stage==Down&&E.CallUp[E.floor]&&!RequireBelow(E)){E.Stage=Up;returnTRUE;}returnFALSE;}StatusEleOpenDoor(Elevator&E){if(E.CallCar[E.floor]||E.CallDown[E.floor]&&E.Stage==Down||E.CallUp[E.floor]&&E.Stage==Up)returnTRUE;if(E.status==Waiting){if(E.CallDown[E.floor]){E.Stage=Down;returnTRUE;}if(E.CallUp[E.floor]){E.Stage=Up;returnTRUE;}}returnFALSE;}EleStageEleDecide(Elevator&E){intAbove,Below;Above=RequireAbove(E);数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第17页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第17页。if(Above==0&&Below==0)returnStop;else{if(E.Stage==Up){if(Above!=0)returnUp;else{E.Stage=Down;returnDown;}}else{if(Below!=0)returnDown;else{E.Stage=Up;returnUp;}}}}ActionElevatorRun(Elevator&E){switch(E.status){caseOpening:E.status=Opened;E.Count=CloseTest;returnDoorOpened;caseOpened:数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第18页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第18页。E.Stage==Up&&!E.CallCar[E.floor]&&!E.CallUp[E.floor]){ E.status=Closing;E.Count=DoorTime;} break;caseClosing:E.status=Closed;returnDoorClosed;caseWaiting:if(E.Count==0){if(E.floor!=1)E.CallCar[1]=1;}elseE.Count--;if(EleOpenDoor(E)){E.status=Opening;E.Count=DoorTime;break;}caseClosed:break;caseMoving://完成移动if(E.Stage==Up)E.floor++;else E.floor--;returnAchieved;E.status=Opening;E.Count=DoorTime;break;};returnNone;数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第19页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第19页。//单链队列--队列的链式存储结构typedefClient*QElemType;//等候队列typedefstructQNode{QElemType data;structQNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedefstruct{QueuePtr front;QueuePtr rear;}WQueue;//等待队列的基本操作StatusInitQueue(WQueue&Q){Q.front=Q.rear=newQNode;if(!Q.front)returnOVERFLOW;Q.front->next=NULL;Q.front->data=NULL;returnOK;}StatusDestroyQueue(WQueue&Q){while(Q.front){数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第20页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第20页。if(Q.front->data)DestoryClient(Q.front->data);elseQ.front;Q.front=Q.rear;}returnOK;}StatusEnQueue(WQueue&Q,QElemTypee){QueuePtrp;p=newQNode;if(!p)returnOVERFLOW;p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;returnOK;}StatusDeQueue(WQueue&Q,QElemType&e){QueuePtrp;if(Q.front==Q.rear)returnERROR;p=Q.front->next;e=p->data;Q.front->next=p->next;if(Q.rear==p)Q.rear=Q.front;数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第21页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第21页。returnOK;}StatusQueueEmpty(WQueueQ){if(Q.front==Q.rear)returnTRUE;else returnFALSE;}StatusQDelNode(WQueue&Q,QueuePtrp){QueuePtrq;if(p==NULL||p->next==NULL)returnERROR;q=p->next;p->next=q->next;if(p->next==NULL)Q.rear=p;DestoryClient(q->data);free(p);returnOK;}StatusCGiveUp(WQueue&Q,intfloor){QueuePtrp;p=Q.front;if(p->next!=NULL)if(p->next->data->GivepuTime==0&&floor!=p->next->data->Infloor)数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第22页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第22页。PrintClientInfo(*(p->next->data),GiveUp);TotalTime+=Time-CInTime(*(p->next->data));QDelNode(Q,p);GiveUpNumber++;}else p->next->data->GivepuTime--;returnOK;}voidPrintQueue(WQueueQ){QueuePtrq;intcount=0;if(Q.front->next==NULL)gotoend;q=Q.front->next;while(q!=NULL){cout<<setw(3)<<q->data->ClinetID<<'';q=q->next;count++;}end:while(count++<=4)cout<<"";}voidInOut(Elevator&E,WQueuew[Maxfloor+1][2])数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第23页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第23页。Client*p;if(E.CallCar[E.floor])if(StackEmpty(E.S[E.floor]))E.CallCar[E.floor]=0;else{Pop(E.S[E.floor],p);E.ClientNumber--;InOutCount=InOutTime;PrintClientInfo(*p,Out);TotalTime+=Time-CInTime(*p);DestoryClient(p);}if(E.CallCar[E.floor]==0)if(!QueueEmpty(w[E.floor][E.Stage])){DeQueue(w[E.floor][E.Stage],p);Push(E.S[COutfloor(*p)],p);if(E.CallCar[COutfloor(*p)]!=1){E.CallCar[COutfloor(*p)]=1;}E.ClientNumber++;InOutCount=InOutTime;PrintClientInfo(*p,In);}数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第24页。数据结构电梯模拟全文共28页，当前为第24页。{if(E.Stage==Down)E.CallDown[E.floor]=0;elseE.CallUp[E.floor]=0;}}voidNewClient(Elevator&E,WQueuew[5][2]){Client*p